粮食发芽富集GABA及食品开发研究进展

马先红，刘景圣，陈翔宇

（1.吉林化工学院生物与食品工程学院，吉林吉林132022；2.吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118；3.小麦和玉米深加工国家工程试验室，吉林长春130118）

粮食发芽是指有生命力的粮食种子吸水后，经过一定时期的呼吸作用，种胚从种皮中生长出来，露出胚根，这个过程称之为粮食发芽。随着发芽的进行，粮食中的蛋白质、脂肪等一些大分子物质被分解，维生素和矿物质等营养素被释放，激活各种酶和合成一些酶，使粮食成分发生了一定的变化。其中，粮食发芽是一种有效的 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）的富集方法。

GABA在高等动物中枢神经系统中具有抑制和兴奋神经递质活动的双重作用[1]，有助于治疗癫痫[2]和精神分裂症[3]，对缓解精神压力及维持血压健康等方面具有一定的生理功效[4-5]。目前，国内外已对GABA在糙米、玉米、大豆、豇豆和荞麦等粮食发芽过程中的富集技术及其产品开发进行了大量研究。本文对各种粮食发芽富集GABA的最优条件及富含GABA的发芽粮食功能食品的开发进行了综述。

1 粮食发芽富集GABA技术

1.1 米类发芽富集GABA技术

1.1.1 糙米

发芽糙米具有预防慢性疾病的功能，主要功效成分是GABA[6]。籼稻“扬两优6号”在CO2和N2厌氧胁迫发芽情况下，得出CO2的处理效果要好于N2，得到最佳厌氧胁迫条件是糙米发芽66 h后开始持续使用CO2处理达6 h，胁迫终点时GABA含量为（965.44±29.35）mg/100 g（以干基计），比未进行厌氧胁迫的发芽糙米提高460.13 mg/100 g（以干基计），与其他处理时段相比含量也最大[7]。Zhang等[8]利用纤维素酶预处理糙米优化了发芽工艺，酶浓度为0.47 mg/mL，49.5℃条件下酶解80min，发芽糙米中GABA的含量为16.12mg/100 g，未经酶解的发芽糙米含量为13.05 mg/100 g。

1.1.2 玉米

玉米发芽后GABA得到了很好的富集效果。低氧胁迫玉米发芽72 h后，GABA含量达到0.65 mg/g，提高12.2倍[9]；再将低氧胁迫发芽72 h后的玉米，在-18℃冷冻6 h和25℃回温4 h条件下，发芽玉米中GABA含量提高29.9倍，达到1.52 mg/g（以干基计），低氧与低温胁迫可以富集发芽玉米中GABA含量[10]。

1.1.3 黑米

黑米发芽过程中GABA含量呈现出一定的变化规律。黑米发芽前经过Ca2+浸泡，采用恒温22℃和28℃、黑暗环境中发芽；22℃培养的发芽黑米中GABA的含量在发芽前4 d内不断增大，之后开始减小，最高值是123.2 μg/g，与原黑米相比提高了125.3%；而28℃发芽的黑米中GABA含量在前3 d内不断增大，之后开始减小，最高值是96.2 μg/g，与原黑米相比GABA含量提高了95.6%[11]。

1.1.4 粟米

粟米发芽可大量富集GABA，将粟米浸泡16 h，25℃下发芽60 h后，发芽粟米中GABA含量最高达6.5 mg/g（以干基计）[12]。

1.2 豆类发芽富集GABA技术

1.2.1 大豆

大豆发芽前后GABA含量发生了很大的改变，发芽72 h后GABA的含量最大可达到58.17 mg/100 g[13]。王淑芳等[14]得到最优低氧胁迫大豆芽菜富集GABA的培养液组分：NaCl、VB6和 CaCl2浓度分别为 42.49、62.6、6.21 mmol/L，此条件处理下大豆芽菜GABA含量为2.77 mg/g（以干基计）。

1.2.2 蚕豆

蚕豆中精氨酸含量高，发芽后利于GABA的形成，以蚕豆（启豆2号）为原料，低氧联合NaCl胁迫其发芽富集GABA，结果表明非胁迫培养时间、培养pH和胁迫培养时间对发芽蚕豆GABA的富集影响是显著的，最适条件是非胁迫培养1.5 d、培养液pH 3.5和低氧联合NaCl胁迫4 d，得到发芽蚕豆GABA含量为1.06 mg/g（以干基计），是发芽前蚕豆的7.57倍[15]。

1.2.3 豇豆

豇豆发芽可有效提高GABA富集效果，将豇豆在34℃条件下浸25 h，33℃条件下发芽24 h，豇豆中GABA的含量达到了203.53 mg/100 g，是原料豇豆中GABA的7.48倍，同时建立了预测豇豆发芽过程中的GABA含量与浸泡温度和时间、发芽温度和时间之间的二次多项式模型[16]。

1.2.4 黑豆

发芽能够改善黑豆营养品质，黑豆发芽后蛋白质和氨基酸含量发生了变化，将黑豆在38℃下浸泡5 h，28℃下发芽6 d，得到的发芽黑豆中GABA含量为94.4 mg/100 g，内源蛋白酶活力为134.68 U/mL[17]。

1.2.5 绿豆

绿豆发芽后GABA含量得到了很大的提高，绿豆在温度为40℃、pH为6.0、谷氨酸钠的浓度为4mmol/L、Ca2+浓度为1.5 mmol/L和维生素B6为1.5 mmol/L时发芽2 h，发芽绿豆中GABA含量达到796.8 mg/100 g（以干基计）[18]。

1.3 麦类发芽富集GABA技术

1.3.1 苦荞

苦荞发芽过程胚和子叶中GABA含量均呈现先增大后减小的趋势，发芽前4 d苦荞胚和子叶中GABA持续上升，发芽至第4天时，苦荞胚和子叶中GABA积累量达到最大，分别为0.1549 mg/g（以干基计）与0.230 5 mg/g（以干基计），是第1天的1.32和1.54倍，然后呈现平缓的降低趋势[19]。

1.3.2 大麦

大麦在发芽过程中GABA含量呈现出先下降后上升的趋势。曾亚文等[20]对大麦发芽过程中GABA含量变化进行了研究，未发芽大麦籽粒、发芽1 d～2 d和发芽3 d～9 d的大麦籽粒GABA含量各为45.84 mg/100 g、38.52 mg/100 g～40.82 mg/100 g 和 46.15 mg/100 g～66.46 mg/100 g，28个品系GABA富集最大平均值是最小平均值的2.1倍。

2 富含GABA发芽粮食的食品开发

发芽粮食富集GABA是以粮食为原料，所以成本偏高，且不易得到纯品，所以在工业生产中大多应用于富含GABA功能性食品的开发，主要有富含GABA的馒头、饮料、酒及营养粉等功能食品，见表1[21-28]。

表1 富含GABA发芽粮食的食品Table 1 Foods rich in GABA

3 展望

粮食发芽是一个复杂的生理生化反应，在发芽的过程中，改善了粮食的营养成分，提高了粮食的营养价值，是一种有效的GABA富集方式。目前，大量研究人员优化了粮食发芽富集GABA的技术条件并开发了富含GABA的主食、饮料、酒、营养粉等功能性食品。粮食发芽是GABA富集的一种生物合成方法，是粮食提质减损与绿色加工技术，且生长快、周期短、易于实现工厂化生产，所以发芽粮食在粮食深加工中具有广阔的应用前景。

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